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      性能分析(03)-概念-系统平均负载  平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和 CPU 使用率并没有直接关系。  所谓可运行状态的进程，是指正在使用 CPU 或者正在等待 CPU 的进程，也就是我们常用 ps 命令看到的，处于 R 状态（Running 或 Runnable）的进程。不可中断状态的进程则是正处于内核态关键流程中的进程，并且这些流程是不可打断的，比如最常见的是等待硬件设备的 I/O 响应，也就是我们在 ps 命令中看到的 D 状态（Uninterruptible Sleep，也称为 Disk Sleep）的进程。
比如，当一个进程向磁盘读写数据时，为了保证数据的一致性，在得到磁盘回复前，它是不能被其他进程或者中断打断的，这个时候的进程就处于不可中断状态。如果此时的进程被打断了，就容易出现磁盘数据与进程数据不一致的问题。所以，不可中断状态实际上是系统对进程和硬件设备的一种保护机制。
因此，你可以简单理解为，平均负载其实就是平均活跃进程数。平均活跃进程数，直观上的理解就是单位时间内的活跃进程数，但它实际上是活跃进程数的指数衰减平均值。这个“指数衰减平均”的详细含义你不用计较，这只是系统的一种更快速的计算方式，你把它直接当成活跃进程数的平均值也没问题。
在我看来，当平均负载高于 CPU 数量 70% 的时候，你就应该分析排查负载高的问题了。一旦负载过高，就可能导致进程响应变慢，进而影响服务的正常功能。但 70% 这个数字并不是绝对的，最推荐的方法，还是把系统的平均负载监控起来，然后根据更多的历史数据，判断负载的变化趋势。当发现负载有明显升高趋势时，比如说负载翻倍了，你再去做分析和调查。
CPU 密集型进程，使用大量 CPU 会导致平均负载升高，此时这两者是一致的；I/O 密集型进程，等待 I/O 也会导致平均负载升高，但 CPU 使用率不一定很高；大量等待 CPU 的进程调度也会导致平均负载升高，此时的 CPU 使用率也会比较高。
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      性能分析(3)——CPU 1. top 一般情况下，我们可以使用top命令分析CPU运行情况，这就足够了。mpstat和pidstat等提供的功能top命令基本也都提供了。
2. /proc/stat文件——查看CPU时间 详细的CPU信息可查看/proc/stat文件，包含CPU时间等信息。
1 2  #查看CPU时间 cat /proc/stat   3. mpstat——查看单核CPU Sysstat的工具集包含了sar、iostat、pidstat、mpstat、sadf、sar、sadc等工具。其中，mpstat可以用来检查各CPU的负载是否均衡。比如，如果一个CPU很热，可能是单线程应用造成的。
1 2  #-P指定CPU编号，1s打印一次。 mpstat -P ALL 1   4. pidstat——进程的CPU使用情况 pidstat按进程打印CPU的使用情况。
1 2  #-p指定pid，1s打印一次。 $ pidstat -p ALL 1   相关链接 《性能之巅》，Brandan Gregg，第6章，CPU
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      性能分析(5)——IO 1. vmstat 分析io性能，最常用的仍然是万能的vmstat。
2. iostat——块设备负载性能 显示块设备的实际负载和性能信息。
1 2 3 4 5 6 7 8 9  $ iostat -xz 1 Linux 4.10.4-1.el6.elrepo.i686 (host.localdomain) 2018年02月21日 _i686_ (3 CPU) avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 99.99 Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util sda 0.00 0.03 0.01 0.07 0.72 3.17 47.89 0.00 6.17 0.67 7.00 3.82 0.03 # Warning!
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      USE是用于进行性能分析的一种方法。USE方法（utilization、saturation、errors）用于识别系统瓶颈，即对于所有的资源，查看它的使用率、饱和度和错误。
硬件资源 CPU
 使用率：单cPU使用率或系统级均值 饱和度：分配队列长度(又名运行队列长度) 错误：例如，可修正的CPU缓存ECC事件，可修正的CPU故障（操作系统和硬件支持）  内存
 使用率：可用空闲内存(系统级） 饱和度：匿名换页或线程换出(页面扫描是另一个指标)，或者OOM事件 错误：失败的malloc()(虽然这通常于虚拟内存耗尽，并非物理内存)  网络接口
 使用率：接收吞吐量最大带宽，传输吞吐量/最大带宽 饱和度：与饱和度相关的网络接口或操作系统错误。例如， Linux的 overrun和 Solaris的nocanput  存储设备IO
 使用率：设备繁忙百分比 饱和度：等待队列长度 错误：设备错误（硬错误、软错误）  存储控制器
 使用率：取决于控制器，针对当前活动可能有最大 IOPS或吞吐量可供检查  CPU互联
 使用率：每个端口的吞吐量最大带宽(CPU性能计数 器  内存互联
 饱和度：内存停滞周期数，偏高的平均指令周期数 (CPU性能计数器)  IO互联
 使用率：总线吞吐量最大带宽(可能你的硬件上有性 计数器，例如， Intel的“非核心“事件  软件资源 某些软件资源的检测方式可能相似。这里指的是软件组件，而不是整个应用程序，示例如
 互斥锁：锁被持有的时间是使用时间，饱和度指的是有线程排队在等锁。 线程池：线程忙于处理工作的时间是使用时间，饱和度指的是等待线程池服务的请求数目。 进程/线程容量：系统的进程或线程的总数是有上限的，当前的使用数目是使用率，等待分配认为是饱和度，错误是分配失败(例如，“ cannot fork&rdquo;) 文件描述符容量：同进程/线程容量一样，只不过针对的是文件描述符。  使用建议 对于使用上述这些指标类型，这里有一些总体的建议。
 使用率：100%的使用率通常是瓶颈的信号(检查饱和度并确认其影响)。使用率超过60%可能会是问题，基于以下理由：时间间隔的均值，可能掩盖了100%使用率的短期爆发，另外，一些资源，诸如硬盘(不是CPU)，通常在操作期间是不能被中断的，即使做的是优先级较高的工作。随着使用率的上升，排队延时会变得更频繁和明显。 饱和度：任何程度的饱和都是问题(非零)。饱和程度可以用排队长度或者排队所花的时间来度量。 错误：错误都是值得研究的，尤其是随着错误增加性能会变差的那些错误。  相关链接 《性能之巅》，Brandan Gregg
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